李麗寧 王聰華

[摘要]文化遺產(chǎn)的數(shù)字化保護(hù)已成為新的研究熱點和方向，數(shù)字化保護(hù)技術(shù)在文化遺產(chǎn)永久性保存、文物修復(fù)速度和展示傳播平臺方面具有明顯優(yōu)勢。將數(shù)字化保護(hù)技術(shù)應(yīng)用于古格遺址文物群，科學(xué)地繼承了少數(shù)民族傳統(tǒng)文化遺產(chǎn)保護(hù)方法。古格文化是中華文明的一部分，其遺址為我們留下了豐富的文化遺產(chǎn)——古格遺址文物群。古格遺址文物群作為西藏文化資源的精華篇章，是研究西藏歷史和文化的重要載體。如何利用數(shù)字化技術(shù)保護(hù)古格遺址文物群，讓更多的人感受到古格文化所蘊(yùn)含的魅力，對傳承西藏少數(shù)民族特色文化具有重要意義。本文首先綜述了古格遺址文物群的基本概況，闡述了數(shù)字化保護(hù)古格遺址的意義，論證了古格遺址文物群數(shù)字化保護(hù)的技術(shù)可行性，介紹了三維建模、展示交互等可以應(yīng)用于古格遺址文物群的數(shù)字化保護(hù)關(guān)鍵技術(shù)，并對此做了總結(jié)與展望，以期為古格遺址文物群的數(shù)字化保護(hù)提供有益探索。

[關(guān)鍵詞]古格;文物群;數(shù)字化保護(hù)

[中圖分類號]G122 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號]1671-5918（2019）06-0192-03

doi：10.3969/j.issn.1671-5918.2019.06.085 [本刊網(wǎng)址]http：//www.hbxb.net

一、古格遺址文物群概況

古格遺址即古格王國遺址，位于中國西藏阿里地區(qū)札達(dá)縣，其歷史最早可以追溯到1000多年前。吐蕃王朝末期，王室內(nèi)爭，西藏進(jìn)入藩王割據(jù)時代。至公元9世紀(jì)中葉，阿里地區(qū)被一分為三，德祖貢獲封其一，古格王國正式建立。據(jù)《西藏臣記》記載，古格政權(quán)一共延續(xù)700多年，前后世襲16個國王。根據(jù)西藏自治區(qū)文管會1985年組織的實地測量考察情況，古格遺址的總面積有72萬平方米。包含445間房屋遺跡、879孔窯洞、58座碉堡、4條暗道、28座各類佛塔等;同時還發(fā)現(xiàn)武器庫1座，石鍋庫1座，洞葬1處，壁葬1處，木棺土葬1處。廣義上，古格遺址的范圍遍布象泉河谷兩岸，由上南部、下南部、上北部和下北部四片區(qū)域，其中上南部包括茫囊、達(dá)巴、邦查、董布和瓊隆等地，下南部包括噶惹、日德崗、日巴、曲色、薩讓、杰嘎、當(dāng)巴等地，上北部包括扎莫、拜東布、東嘎、皮央等地，下北部包括香孜、江當(dāng)、日澤覺、拉巴、夏耶、魯巴、底雅和楚魯松杰等地。而古格王國遺址則是建在一個高約300米的小土山上。遺址自上而下可以分為三層，上層有王宮大殿、經(jīng)堂、壇城、神殿和供王室成員居住的冬宮、夏宮等;中層為寺廟，建有高大的廟宇和密集的僧房;下層為民居，有成排窟洞和簡陋房屋300余間，是當(dāng)時奴隸與百姓們的住所。

事實上，作為吐蕃世襲的延續(xù)，古格王國既繼承了阿里地區(qū)遠(yuǎn)古象雄文明的遺脈，又吸收了周圍地區(qū)文化營養(yǎng)，因此古格遺址文物群既表現(xiàn)出遠(yuǎn)古象雄文化特征，又帶有印度佛教因素，同時也與吐蕃文化有一定聯(lián)系。古格遺址文物群有古老的寺廟和石窟壁畫共50余處，佛教寺廟和石窟壁畫藝術(shù)融匯東西、獨(dú)樹一幟。紅廟、白廟內(nèi)保存著相對完整，有價值的吐蕃歷代贊普和古格王國國王世系畫像，其中1997年出土的“古格銀眼”銅像，被視為佛像中的精品?？傊鸥襁z址文物群的塑像、雕刻、鑄造、服飾和建筑藝術(shù)，是留給后世的極為珍貴的文化財富。

二、數(shù)字化保護(hù)古格遺址文物群的意義

古格王國在西藏歷史上具有重要意義。古格王國被認(rèn)為是吐蕃王朝滅亡以后勢力較為強(qiáng)大的王朝，從古格遺址的建筑規(guī)模和建筑藝術(shù)，不難窺見當(dāng)年古格王國經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、文化繁榮的盛況。古格緊鄰?fù)鈬?，不僅使印度的佛教從這里傳人西藏中心地區(qū)，還是古代西藏商路對外貿(mào)易的重要商埠，更在連年與鄰國作戰(zhàn)、抵御外來侵略中為作出了極大的貢獻(xiàn)。

古格文化在西藏的文化史上占有重要的地位。神秘的古格王國給后人留下了無數(shù)不解之謎：關(guān)于古格與象雄、古格與吐蕃、古格與藏傳佛教甚至于古格文明自身，至今依然籠罩著神秘的面紗，存在許多未解之謎，一個具有數(shù)百年歷史、燦爛文化的王國因何不復(fù)存在，一個創(chuàng)造了如此成熟且融匯東西方文化精華的文明又是因何戛然失落，其文化價值、學(xué)術(shù)價值值得深入研究。從古格王國滅亡直至1912年英國人麥克活斯·揚(yáng)首次到達(dá)古格進(jìn)行考察，世人對其一無所知，也因此古格的建筑、街道、文字、宗教、壁畫等都沒有人類活動破壞的痕跡，甚至保留著遭到毀滅的現(xiàn)場。通過數(shù)字化技術(shù)保護(hù)古格遺址文物群，可以使這一文明展現(xiàn)于今天傳于后人，為進(jìn)一步解讀古格王國的真實提供技術(shù)支撐，對探尋古格滅亡原因、研究古格文化與象雄文化淵源以及豐富西藏文化內(nèi)涵具有重要意義。

古格遺址文物群是一座獨(dú)一無二、不可替代、博大精深的藝術(shù)寶庫，為研究西藏美術(shù)史提供了豐富的實物資料，具有極高的藝術(shù)鑒賞價值和文化研究價值。對古格遺址文物群實施數(shù)字化保護(hù)，其學(xué)術(shù)意義和現(xiàn)實意義在于可以把古格文化介紹給國內(nèi)外學(xué)者，便于深入挖掘研究，拓寬古格文化保護(hù)研究思路，展示其文化魅力。

此外，作為西藏少數(shù)民族文化品牌的代表之一，利用數(shù)字化保護(hù)技術(shù)復(fù)原、展示古格遺址文物群，有助于樹立西藏文化品牌新高地，展示西藏文化新形象。對古格遺址文物群進(jìn)行數(shù)字化保護(hù)，傳承好、利用好這一寶貴的文化遺產(chǎn)資源，對西藏建設(shè)重要的世界旅游目的地和中華民族特色文化保護(hù)地、促進(jìn)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展、文化發(fā)展和社會發(fā)展都具有長遠(yuǎn)的歷史文化保護(hù)意義和重大的現(xiàn)實發(fā)展意義。

三、數(shù)字化保護(hù)古格遺址文物群的技術(shù)可行性分析

近年來，隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，計算機(jī)領(lǐng)域?qū)I(yè)應(yīng)用軟件日趨成熟，且易于操作，為數(shù)字化保護(hù)文化遺產(chǎn)和迅速展示傳播提供了技術(shù)支撐，而隨著網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)的普及，人們足不出戶就可以知曉世界各地發(fā)生的變化。應(yīng)該說，利用數(shù)字化保護(hù)技術(shù)來解決古格遺址文物群復(fù)原及展示問題當(dāng)是上佳途徑，它既解決博物館建設(shè)、維護(hù)資金困難問題，顯著提高復(fù)原文物效率節(jié)約文物保護(hù)成本，又能以最快捷的傳播速度、最便捷的觀賞方式、最大的傳播平臺將這一重大文明展示給世人，甚至還能為研究遠(yuǎn)古時期象泉河流域的自然環(huán)境、宗教信仰、社會經(jīng)濟(jì)狀況、文化藝術(shù)發(fā)展等提供重要依據(jù)。

便捷、準(zhǔn)確、高速、高效是數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用于遺址保護(hù)研究與展示的顯著優(yōu)勢。北京師范大學(xué)的周明全教授認(rèn)為，“相比較于傳統(tǒng)膠片、影像等記錄手段，三維建模技術(shù)可以更準(zhǔn)確地獲得文物和遺址完整的高精度幾何信息、拓?fù)湫畔⒑图y理信息，能夠更全面、永久地保存和傳播文化遺產(chǎn)”。一般情況下，古代遺址在發(fā)掘保護(hù)過程中一些信息會遭到二次破壞或者丟失，傳統(tǒng)的數(shù)字化保護(hù)手段只能是拍攝、繪制、標(biāo)注文字說明，存在數(shù)據(jù)采集技術(shù)手段單一，信息記錄不夠完整全面、保護(hù)過程受制于周圍環(huán)境因素較大、后期展示過程受限于地理位置因素等問題，容易給后期開展的理論研究帶來一定困難。而隨著新技術(shù)的應(yīng)用，對文物進(jìn)行實景化建模、虛擬化復(fù)原、數(shù)字化展示，可以突破時間、空間、環(huán)境以及人為因素的諸多限制，使文物得到更好的保護(hù)和展示。

傳統(tǒng)意義上的文物復(fù)原或修復(fù)，只是利用或焊接或膠粘或澆鑄或仿舊等手段對文物進(jìn)行修復(fù)，這種“以新代舊”的方式難以準(zhǔn)確展現(xiàn)文物本來的面貌。而虛擬修復(fù)技術(shù)則旨在恢復(fù)文物的歷史原貌，以期“修舊如舊”，它以文物保護(hù)和展示、傳播人類文化為直接目的，可以使得文物得到長期保存和展示。目前利用Cult3D、Dreamweaver、mustrator、Maya、PhotoShop、QT VR、Quest3D、Rhino、Sofiimagexsi、3dsmax、Virtools等專業(yè)的成熟軟件，就可以對古格遺址文物群進(jìn)行虛擬再現(xiàn)，進(jìn)而實現(xiàn)古格遺址文物群資源保護(hù)、傳播、共享、教育等功能。

文物數(shù)字化展示技術(shù)最早成熟應(yīng)用于西方發(fā)達(dá)國家。早在1905年法國盧浮宮就已將簡單介紹博物館歷史和一些參觀信息放在了互聯(lián)網(wǎng)上，2000年他們又利用3D虛擬技術(shù)將十幾萬件藏品對外進(jìn)行展示。21世紀(jì)初，美國一些企業(yè)和高校相繼參與推出了“永恒的埃及”“重現(xiàn)羅馬城”“耶路撒冷圣殿山”等一批比較有代表性的虛擬展示項目。國內(nèi)數(shù)字展示技術(shù)也取得了很大的成果如：浙江大學(xué)實現(xiàn)了敦煌壁畫的真實感虛擬展示;北京師范大學(xué)對破碎兵馬俑及北京胡同的三維建模、虛擬復(fù)原和虛擬展示研究;西北大學(xué)對殘缺文物及小雁塔遺址的三維建模及虛擬展示研究等。

從以上分析可以看出，數(shù)字化保護(hù)技術(shù)已然成為歷史文化遺產(chǎn)保護(hù)與展示的必要手段，且技術(shù)日趨成熟，可供借鑒參考的經(jīng)驗積累較多，可以滿足古格遺址文物群保護(hù)展示的需要。古格遺址文物群主要以建筑、洞窟、壁畫、雕像為主，現(xiàn)場遺址主要是寺廟、窯洞、佛塔、壁畫、雕刻、銅像等，數(shù)字化的技術(shù)難度不大，借鑒國內(nèi)外數(shù)字化保護(hù)項目的成功經(jīng)驗對其進(jìn)行建模復(fù)原和虛擬展示，從而保護(hù)好這一西藏少數(shù)民族特色文化是值得探究和能夠?qū)崿F(xiàn)的。

四、數(shù)字化保護(hù)的關(guān)鍵技術(shù)

（一）三維建模技術(shù)

古格遺址文物群既包括像雕刻、雕像這一類文物，也包括像寺廟佛塔洞窟壁畫這一類的古建筑遺址，因此，對古格遺址文物群的建模包括遺址場景的建模和遺址內(nèi)文物的建模兩種類型。本文主要介紹基于圖像的文物建模和三維實景建模兩種技術(shù)，前者適用于古格遺址的建筑和文物，而后者多針對古格遺址場景。

1.基于圖像的文物建模技術(shù)

基于圖像的文物建模技術(shù)有兩種實現(xiàn)方式，一種是基于深度圖像建模，另一種是基于序列圖像建模。

基于深度圖像建模技術(shù)需要通過激光掃描儀或結(jié)構(gòu)光掃描儀等設(shè)備從不同角度進(jìn)行多次掃描獲取物體表面的幾何和紋理信息，接下來通過三維模型處理、深度圖像配準(zhǔn)、深度圖像融合等技術(shù)實現(xiàn)建模。深度圖像建模的核心和關(guān)鍵是算法，即深度圖像的自動高精度配準(zhǔn)算法。該算法主要解決兩個問題，一是深度圖像間對應(yīng)關(guān)系的尋找，二是深度圖像變換矩陣的計算，前者應(yīng)用的方法如基于人工標(biāo)定、微分不變量、積分不變量、統(tǒng)計不變量和紋理特征相似度等，后者主要應(yīng)用迭代最近點方法。

基于序列圖像建模主要通過圖像處理、攝像機(jī)標(biāo)定、點云模型生成、點云三角化等過程實現(xiàn)三維建模。它主要針對照相機(jī)拍攝的序列圖像，即連續(xù)拍攝的同個物體不同角度的照片，連續(xù)照片之間必須有足夠的重疊區(qū)域，一般重復(fù)率保持在30%一60%之間。

2.三維實景建模技術(shù)

三維實景建模技術(shù)是一項實景還原技術(shù)，也是一項高新技術(shù)，它近年來廣泛應(yīng)用于測繪測量、地理信息系統(tǒng)、教學(xué)展示、城市規(guī)劃、建筑建設(shè)、游戲制作、智慧城市、智慧景區(qū)、古文物數(shù)字化存檔保護(hù)等各行各業(yè)。這項技術(shù)通過影像采集設(shè)備從多個角度采集物體的影像信息，使用專業(yè)軟件進(jìn)行三維重建，能夠快速制作地物的三維實景模型。一般需要用到的影響采集設(shè)備包括相機(jī)、航空無人機(jī)等。利用該技術(shù)最終生成的三維實景模型具有高精度、高分辨率、高清晰度的特點。相較于傳統(tǒng)的文字描述、測量測繪圖紙等數(shù)字化保護(hù)方式，三維實景建模技術(shù)的出現(xiàn)為文物數(shù)字化提供了新的方法。

3.基于彩色點云建模

三維激光掃描儀一般能同時獲取兩種數(shù)字產(chǎn)品——全息影像和激光點云數(shù)據(jù)。三維激光點云是物體表面的高精度三維坐標(biāo)，通過點云直接可以獲取坐標(biāo)及特征信息。全息影像數(shù)據(jù)具有形象的紋理和顏色信息，可以作為三維激光點云數(shù)據(jù)的紋理補(bǔ)充。將點云與全息影像數(shù)據(jù)進(jìn)行配準(zhǔn)，融合兩者信息，通過三維激光點云可以找到對應(yīng)影像像素，進(jìn)行點云著色，將全息影像與點云嚴(yán)密配準(zhǔn)融合，實現(xiàn)紋理提取、建模和建庫一體化的三維快速建模技術(shù)。

（二）展示交互技術(shù)

展示交互技術(shù)是計算機(jī)科學(xué)、博物館學(xué)和傳播學(xué)等多學(xué)科融合的信息技術(shù)，通過展示交互技術(shù)，可以真正意義上實現(xiàn)“數(shù)字古格”。如“數(shù)字圓明園”沉浸式展示交互體驗，通過5R技術(shù)即VR虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality）、AR增強(qiáng)現(xiàn)實（AugmentedReality）、MR混合現(xiàn)實（MixedReality）、ER感映現(xiàn)實（Emo-re-sponsive Reality）、ARG交互現(xiàn)實游戲（Alternate Reality Game）為觀眾展示了11項數(shù)字互動體驗、6部數(shù)字影片、1個mini弧幕影院、4大沉浸式體驗空間、50個景區(qū)場景，甚至結(jié)合AR設(shè)備模擬出了當(dāng)年皇帝臨朝理政的真切場景，利用全息柜虛擬搭建了田子房，觀眾可徜徉在虛實交織的奇異場景中。未來，通過遺址信息采集與記錄、樣式房建造技術(shù)分析、殘損構(gòu)件虛擬拼接等一系列高科技數(shù)字技術(shù)讓古格遺址文物群煥發(fā)新生、讓古格文明為更多人所知令人期待。

五、總結(jié)與展望

古格遺址是全國首批重點文物保護(hù)地之一，文化價值巨大。但目前對其保護(hù)尚存在很多問題，主要是古格遺址文物群裸露在自然狀態(tài)下，對其所在環(huán)境整體保護(hù)無從下手，無論是建設(shè)實體博物館還是采用數(shù)字化技術(shù)都需要高科技設(shè)備，而且龐大無比，耗時耗力。還有就是古格遺址文物群受關(guān)注和知名度不高，對打造西藏文化品牌的貢獻(xiàn)度還不夠。利用三維建模、虛擬修復(fù)和展示交互等數(shù)字化保護(hù)技術(shù)對古格遺址文物群進(jìn)行虛擬復(fù)原，進(jìn)而建設(shè)“網(wǎng)上古格”“數(shù)字古格”，可以有效解決當(dāng)前古格遺址文物復(fù)原和展示中存在的效率低、耗時長、存儲保護(hù)難度大、建設(shè)展館人力物力成本高等一些實際問題，為今后快速廣泛傳播古格遺址文化成果，傳承西藏古格文化，打造西藏文化品牌探索出一條切實可行之路。同時也應(yīng)該看到，盡管數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用于古代遺址保護(hù)工作具有廣闊發(fā)展空間，但目前它還無法完全替代像損毀的實體文物修復(fù)這類傳統(tǒng)文物保護(hù)工作，況且實體博物館建設(shè)仍然是我們了解古代社會生活、傳承人類文化的重要場所，因此，在古格遺址文物群的保護(hù)上應(yīng)兼顧二者關(guān)系。